JP2020518224A - 制御システム及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

モーター(31)を制御するための制御システム(2)及び制御方法を開示し、制御システム(2)は、中央処理モジュール(22)と駆動制御モジュール(23)を含み、駆動制御モジュール(23)は、モーター(31)のいずれかの相コイルに電圧が印加されていないときに、当該相コイルの電圧を取得し、当該コイルの電圧をデジタル信号に変換して記憶し、中央処理モジュール(22)は、駆動制御モジュール(23)からデジタル信号を読み取り、それを累積して累積値を取得し、累積値と予め設定された閾値との大小関係に従って、モーター(31)の運転状況を判断し、これにより、モーター制御の信頼性が向上する。

Description

本出願は、2017年5月24に中国特許庁に提出された、出願番号が2017103717240であって、発明の名称が「制御システム及び制御方法」である中国特許出願に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、制御技術分野に関し、特に、制御システム及び制御方法に関する。
従来の技術では、コントローラーは、モーターコイルの逆起電力に従って、理論位置を確定して、さらに、当該理論位置に従って、モーター運転を制御するように駆動信号をモーターに送信する。しかしながら、モーターの運転中に、モーターが引っかかるか又は失速すると、逆起電力によって確定されたモーターの理論位置が実際のモーターの位置と一致しない場合があるが、コントローラーは依然として、当該理論位置に従って、駆動信号をモーターに送信し、このようにして、モーターは、コントローラーの要求に従って、目標位置に運転することができず、信頼できない制御になってしまう。
そこで、上記の技術的問題を解決するために、従来の技術を改良する必要がある。
本発明の目的は、制御の信頼性を向上できる制御システム及び制御方法を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明は、制御システムを提供し、前記制御システムはモーターを制御することができ、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取り、前記制御システムは前記モーターに異常が発生する異常確率に従って、前記デジタル信号を変換値に変換し、
前記中央処理モジュールは、前記変換値を順次累積して累積値を取得し、前記累積値と予め設定された閾値との大小関係に従って、前記モーターの運転状態を判断する。
また、前記制御システムが、前記モーターに異常が発生する異常確率に従って、前記デジタル信号を変換値に変換することは、
前記モーターの異常確率が予め設定された確率閾値よりも高い場合、前記デジタル信号を第1の変換値に変換し、
前記モーターの異常確率が前記予め設定された確率閾値よりも低い場合、前記デジタル信号を第2の変換値に変換し、前記第1の変換値の絶対値が前記第2の変換値の絶対値よりも大きいことを含んでもよい。
また、前記予め設定された閾値は正数であり、前記第1の変換値は正数であり、
前記モーターが通常の運転状態にある場合、前記デジタル信号に対応する変換値は少なくとも負数を含み、
前記累積値に最小値が設定され、前記累積値が前記最小値よりも小さい場合、前記最小値を前記累積値に割り当て、前記累積値が前記予め設定された閾値よりも大きい場合、前記モーター運転状況を異常運転であると判定してもよい。
また、前記予め設定された閾値は負数であり、前記第1の変換値は負数であり、前記モーターが正常運転状態にある場合、前記デジタル信号に対応する変換値は少なくとも正数を含み、
前記累積値には最大値が設定され、前記累積値が前記最大値よりも大きい場合、前記最大値を前記累積値に割り当て、前記累積値が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、前記モーター運転状況を異常運転であると判定してもよい。
また、前記中央処理モジュールはさらに、前記累積値に初期値を設定し、前記初期値のタイプは前記予め設定された閾値のタイプと同じであり、前記累積値は前回の累積値と今回のデジタル信号を変換して得られた変換値との和に等しく、その中、最初の累積値は前記初期値と最初に読み取られた前記デジタル信号を変換して得られた変換値との和に等しくてもよい。
また、前記モーター運転の1フルステップには、少なくとも2つのマイクロステップが含まれ、前記駆動制御モジュールはマイクロステップレジスタをさらに含み、
前記マイクロステップレジスタは前記モーターの現在のマイクロステップ値を記憶することができ、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間に、同じマイクロステップ値に対応し、前記中央処理モジュールが前記デジタル信号を読み取る時刻は、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間に属しなくてもよい。
また、前記中央処理モジュールが隣接する前記デジタル信号を読み取る2つの時刻の間に、前記モーターのいずれかの相に前記電圧が印加されていない期間が含まれてもよい。
また、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない隣接する2つの期間の間に、前記中央処理モジュールは少なくとも1回前記デジタル信号を読み取ってもよい。
また、前記異常運転はモーターの失速を含み、
前記中央処理モジュールはさらに、前記モーターの1つ又は複数の共振区間に対応する速度を回避するように前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連してもよい。
本発明は制御方法をさらに開示し、前記制御方法はモーターを制御するために使用され、前記モーターは制御システムによって制御され、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは前記デジタル信号を読み取り、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
ステップa1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
ステップa2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
ステップa3、異常確率に従って、前記デジタル信号bemfiを対応する変換値EQUIbemfiに変換し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
ステップa4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1、2……であり、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値bemftotal0=0であり、
ステップa5、累積値bemftotaliを予め設定された閾値bemfthrと比較し、
ステップa6、累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrの絶対値よりも大きいかどうかを判断し、そうであれば、前記モーターの運転状態を判定し、さもなければ、ステップa2を実行する。
本発明は、制御方法をさらに開示し、前記制御方法はモーターを制御するために使用され、前記モーターは制御システムによって制御され、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作している場合、前記駆動制御モジュールは前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは前記デジタル信号を読み取り、前記前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
ステップa1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、初期値bemftotal0を設定し、
ステップa2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
ステップa3、異常確率に従って、前記デジタル信号bemfiを対応する変換値EQUIbemfiに変換し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
ステップa4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iは読み取り回数であって、i=1、2……であり、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値bemftotal1=bemftotal0+EQUIbemf1であり、
ステップa5、累積値bemftotaliを予め設定された閾値bemfthrと比較し、
ステップa6、前記中央処理モジュールは累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrの絶対値よりも大きいかどうかを判断し、そうであれば、前記モーターの運転状態が判定され、さもなければ、ステップa2を実行する。
また、前記制御方法は、さらに、
前記累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrよりも大きい場合、前記中央処理モジュールが前記モーターが異常運転であると判定して異常信号を生成することを含んでもよい。
また、前記制御方法はステップa2とステップa3との間にステップb3を追加し、
前記ステップb3は、前記デジタル信号が読み取られた時刻が、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップa3を実行してもよい。
また、前記制御方法は、前記ステップb3の後にステップb31を設けることをさらに含み、
前記ステップb31は、隣接する前記デジタル信号を読み取る2つの時刻の間に前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行してもよい。
また、前記制御方法は、前記ステップb3の後にステップb31を設けることをさらに含み、
前記ステップb31は、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない隣接する二つの期間に前記デジタル信号が1回読み取られるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行してもよい。
また、前記異常運転はモーターの失速を含み、前記制御方法は、前記ステップa1の後又はステップa1の前にステップb2を設けることをさらに含み、
前記ステップb2は、前記モーターの共振区間を回避するように前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連してもよい。
従来の技術と比較して、本出願によって提供される制御システムでは、駆動制御モジュールは、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていないときに電圧が印加されていない当該相コイルの電圧を取得し、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換して記憶し、中央処理モジュールは当該デジタル信号を読み取って、変換して変換値を取得し、変換値を順次累積して累積値を取得し、中央処理モジュールは累積値と予め設定された閾値との関係に従ってモーターの運転状況を判断する。このように、中央処理モジュールは、デジタル信号を異常確率の大きさに従って変換して変換値を取得し、変換値を累積することによって、モーターの運転状態を判断し、累積値の間が相殺することができるので、偶発的な誤判定を排除し、従って、モーター運転状態を判断する信頼性を向上させることができる。
制御システムの第1の実施形態の機能概略図を含む。 制御システムの第2の実施形態の機能概略図を含む。 図1又は図2における駆動制御モジュールの一実施形態の概略図を含む。 電圧が印加されていない相コイル電流と時間との対応関係の概略図を含む。 電圧が印加されていない相コイル電圧と時間との対応関係の概略図を含む。 モーターのa相コイル及びb相コイルの電流と時間との対応関係の概略図である。 制御方法の第1の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第2の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第3の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第4の実施形態の概略フローチャートである。
本発明は、添付の図面及び特定の実施形態と併せて以下でさらに説明される。
電子膨張弁は、空調システムに使用され、空調システムは、コンプレッサー、コンデンサー及び蒸発器をさらに含み、電子膨張弁はコンデンサーから蒸発器への冷媒の流量を制御するために使用される。電子膨張弁は制御システムの要求に従って動き、電子膨張弁はモーターとバルブボディーを含み、ステッピングモーターはコイルとローターを含み、制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、中央処理モジュールはモーターの運転状態に従って、ステッピングモーターの動作を制御するための制御信号を送信し、当該中央処理モジュールは空調システムのコントローラーに集積されてもよいし、例えば車両のコントローラーなどの当該空調システムの上位機器に集積されたコントローラーであってもよい。この実施例では、駆動制御モジュールは、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない場合に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧を取得し、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換して記憶し、中央処理モジュールは、当該デジタル信号を読み取って、変換して変換値を取得し、変換値を順次累積して累積値を取得する。中央処理モジュールは、累積値と予め設定された閾値との関係に従って、モーターの運転状況を判断する。このように、中央処理モジュールは、デジタル信号を異常確率の大きさに従って変換して変換値を取得し、変換値を累積することによって、モーターの運転状態を判断し、このようにして、累積値の間は相殺することができ、偶発的な誤判定を排除でき、モーターの運転状態を判断する信頼性を向上させる。
この実施例では、モーターの運転状態には異常運転と正常運転が含まれ、モーターの異常運転にはモーターの失速、モーターの運転速度異常などが含まれる。この実施例では、モーターの失速について説明する。
また、この実施例におけるモーターは、家庭用の空調システムに適用することができ、車両用の空調システムにも適用することができ、本発明のモーターは電子膨張弁、電子ウォーターバルブ及び他のモーター駆動製品に適用することができ、以下、モーター、制御システム及び制御方法が電子膨張弁に適用されることについて詳細に説明する。この実施例では、車両用の空調システムに適用される制御システム及び制御方法について説明する。
以下、図1、図2及び図3をそれぞれ参照して、この実施例における制御システムについて説明する。
図1を参照すると、この実施例では、制御システム2は、バス送受信モジュール21、中央処理モジュール22、駆動制御モジュール23及び駆動モジュール24を含み、電子膨張弁3は、モーター31とバルブボディー32を含み、モーター31はステッピングモーターであり、制御システム2はモーター31の運転を制御することができ、その中、制御システム2はバス1とモーター31を接続し、バス送受信モジュール21は、バス1によって送信される制御信号を受信して中央処理モジュール22に送信し、中央処理モジュール22は駆動制御モジュール23からデジタル信号を読み取った後、方法演算を行ってステッピングモーター31の運転状況を判断する。駆動制御モジュール23は、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない場合に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧を取得し、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換して記憶し、駆動モジュール24は、駆動制御モジュール23によって送信される制御信号を受信して、ステッピングモーター31の電流供給及び停止を制御する。もちろん、上記のバス送受信モジュール21は、LIN送受信モジュールであってもよいし、CAN送受信モジュール又はPWM通信モジュールなどの他の通信モジュールであってもよい。
図2を参照すると、本実施例では、制御システム2は、バス送受信モジュール21、中央処理モジュール、駆動制御モジュール23、及び駆動モジュール24を含み、第1の実施形態と比較して、中央処理モジュールは自動車熱管理中央処理モジュール22に集積され、自動車熱管理中央処理モジュール22は、駆動制御モジュール23に制御信号を送信することに加えて、自動車の他の装置にも制御信号を送信し、このように中央処理モジュールを設置することによって、空間が節約され、制御システムの接続が簡略化される。バス送受信モジュール21は、LINバス又は/及びCANバス1によって送信される制御信号を受信して、自動車熱管理中央処理モジュール22に送信し、その中、バス送受信モジュール21は、例えばPWM通信モジュールなどの他の通信モジュールであってもよい。
図3を参照すると、本実施例では、駆動制御モジュール23は、コイルサンプリングホールド回路231、ADC回路232、論理処理レジスタ233を含む。モーター31にコイルaとコイルbが含まれると仮定すると、コイルサンプリングホールド回路231は、コイルaとコイルbとのうち一方を現在の電圧サンプリング源として交互に選択する。即ち、サンプリングを開始するときに、現在の電圧サンプリング源としてコイルaを選択し、次に使用するときに、現在の電圧サンプリング源としてコイルbを選択し、このように交互にサンプリングすると、選択されたコイルの両端の電圧がそれにサンプリングされてADC回路232に出力され、ADC回路232はアナログ信号をデジタル信号に変換して、論理処理レジスタ233に出力し、論理処理レジスタ233はADC回路232によって伝送されるデジタル信号を記憶するbemfレジスタ234を含み、ADC回路232によって変換されたデジタル信号はbemfレジスタ234で相応して更新される。論理処理レジスタ233は、入力された基準クロックに基づいて、生成された駆動信号を駆動モジュールへ送るように制御し、論理処理レジスタ233は、コイルへの電圧サンプリングがモーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間にのみ行われるように、クロック信号をコイルサンプリングホールド回路231に供給することができる。
論理処理レジスタ233は、マイクロステップレジスタ235をさらに含み、当該マイクロステップレジスタ235に保存された値は現在のモーターが運転されているマイクロステップ値であり、そのため、当該マイクロステップレジスタにおける値を読み取ることで、現在のモーター運転がどのマイクロステップ位置にあるかを判断することができ、モーターステッピングモード設定値が16マイクロステップの場合(即ち、1フルステップは16マイクロステップに分割される場合)、当該レジスタ値の範囲は0から63になり、当該範囲は4フルステップ、即ち、1駆動サイクルに対応し、ステッピングモード設定値が変更される場合、当該レジスタ範囲は相応して変更できる。
駆動制御モジュール23は、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に電圧が印加されていない当該相コイルの電圧を取得し、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換して記憶し、当該期間に、駆動制御モジュール23はコイルの電圧を複数回サンプリングし、サンプリング回数はモーター速度とサンプリング頻度に依存し、通常、モーター速度が大きいほど、サンプリング頻度が大きいほど、コイル電圧へのサンプリング回数は多くなり、毎回コイル電圧サンプリング値はbemfレジスタ234にリアルタイムで更新される。
上記のサンプリング過程は、図4、図5及び図6と併せて以下で説明される。
図6を参照すると、図6における、第1の期間Ta0(対応するマイクロステップ値が0である)と第2の期間Tb0(対応するマイクロステップ値が16である)はそれぞれ、a、b相コイルに電圧が印加されていない期間に対応し、コイル電圧サンプリングが当該期間に発生するように設定する。このようにして、マイクロステップが0であるときの電圧サンプリング値、即ち、第1の期間Ta0の最後の電圧サンプリング値は第2の時間Tb0まで、bemfレジスタ234に保存され、第1の期間Ta0は、図4に示す第1の時刻T1と第2の時刻T2との間の期間に対応し、駆動制御モジュール23は、第1の時刻T1と第2の時刻T2との間で、コイル電圧を連続的にサンプリングし、それを更新してbemfレジスタ234に保存する。図5に示すように、この実施例では、モーターの速度に従って、最初のサンプリングはS10、最後のサンプリングはS27であり、サンプリングの回数は18回であり、毎回サンプリング値は、更新されてbemfレジスタ234に保存され、第2の時刻T2以降、bemfレジスタは最後のサンプリング値を第2の期間Tb0の開始時刻まで保存し、図6に示すようにし、第1の期間Ta0の終了時刻から第2の時間Tb0の開始時刻までの間、bemfレジスタ234は最後のサンプリング値を保存する。
図5に示すように、最初のサンプリングS10から第18回のサンプリングS27は第1の期間Ta0内に発生し、当該期間は、マイクロステップレジスタ235の同じマイクロステップ値に対応する。モーターステッピングモード設定値が16マイクロステップである場合、マイクロステップレジスタ235の対応値の範囲は0から63であってもよく、当該範囲は4フルステップ、即ち、1駆動周期に対応し、当該マイクロステップ値はそれぞれ、0、16、32、48であり、マイクロステップ値が0である場合に、図4に示す第1の時刻T1と第2の時刻T2との間の期間に対応する。
図4を参照すると、コイルへの電圧の印加を停止したばかりのとき、即ち、第1の時刻T1に、コイルの電流は直ちにゼロにはならず、第1の時刻T1から遅延時刻Tdecay時刻までの間のコイル電圧がコイルの実際の逆起電力ではないという問題があり、このように、論理処理レジスタ233に遅延モジュール236を集積することができ、中央処理モジュール22が遅延時刻Tdecayの後に駆動制御モジュール23からデジタル信号bemfiを読み取るようにし、サンプリングされたコイルの電圧が実際の逆起電力により近くなり、さらに、制御の信頼性を向上させる。
本出願の実施例の制御方法は、図7、図8、図9及び図10と併せて以下で説明される。
図7を参照すると、本実施例では、制御方法はモーターの運転状態を制御するために使用され、その中、当該制御方法は上記のモーター制御システムによって制御され、当該制御方法は以下のステップを含む。
a1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a3、中央処理モジュールは、前記デジタル信号bemfiを変換値EQUIbemfiに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値はストール確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、予め設定された閾値bemfthrのタイプが変換値EQUIbemfiと同じであり、
a4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、その中、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合に、前記累積値bemftotal1=bemftotal0+EQUIbemf1であり、その中、bemftotal0=0であり、
a5、累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrよりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
その中、モーターの運転状態には、異常運転が含まれ、異常運転には失速状態が含まれる。
このような制御方法は、デジタル信号を異常運転確率に対する変換値に設定して累積して、予め設定された閾値と比較することによって、制御の信頼性をさらに向上させる。
この実施例では、異常確率は失速確率を含み、予め設定された閾値は正数又は負数を含み、予め設定された閾値は正数であり、第1の変換値が正数であり、正常運転状態では、デジタル信号に対応する変換値は少なくとも負数を含み、累積値には最小値が設定され、累積値が最小値よりも小さい場合に、最小値を前記累積値に割り当て、累積値が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記モーターの運転状態を異常運転であると判定し、ひいては、モーター失速と判定する。
予め設定された閾値が負数であり、異常確率が高いデジタル信号により形成される第1の変換値が負数であり、正常運転状態では、デジタル信号に対応する変換値が少なくとも正数を含み、累積値には最大値が設定され、前記累積値が前記最大値よりも大きい場合に、最大値を前記累積値に割り当て、累積値が予め設定された閾値よりも小さい場合に、前記モーターの運転状態を異常運転であると判定して、モーター失速と判定する。
図8は、制御方法の第2の実施形態のフローチャートであり、この実施例では、モーターの制御方法は、モーターの運転状態を制御するために使用され、その中、当該制御方法は上記のモーター制御システムによって制御され、当該制御方法は以下のステップを含む。
a1、累積値bemftotaliに初期値bemftotal0を予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a3、デジタル信号bemfiを変換値EQUIbemfiに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値はストール確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotaliに予め設定された初期値bemftotal0のタイプは変換値 EQUIbemfiのタイプと同じであり、予め設定された閾値bemfthrのタイプは変換値EQUIbemfiのタイプと同じであり、中央処理モジュールは累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、i=1,2……であり、その中、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値bemftotal1=bemftotal0+EQUIbemf1であり、その中、bemftotal0が初期値であり、累積値が前回の累積値と今回のデジタル信号との和に等しく、その中、最初の累積値は初期値と最初に読み取られた前記デジタル信号との和に等しく、
a5、累積値bemftotaliが予め設定された閾値bemfthrよりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
第1の実施形態に対して、本実施例では、モーターの回転速度及びモーター属性などに従って、累積値に初期値を予め設定し、さらに、制御システムの信頼性を向上させる。
図9は、制御方法の第3の実施形態のフローチャートであり、この実施例では、制御方法はモーターの運転状態を制御するために使用され、その中、当該制御方法は上記の制御システムによって制御され、当該制御方法は以下のステップを含む。
a1、累積値bemftotaliに初期値bemftotal0を予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、中央処理モジュールはデジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
b3、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップa3を実行し、
a3、デジタル信号bemfiを変換値EQUIbemfiに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値がストール確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotaliに予め設定された初期値bemftotal0のタイプは変換値EQUIbemfiのタイプと同じであり、予め設定された閾値bemfthrのタイプが変換値EQUIbemfiのタイプと同じであり、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a5、累積値bemftotaliが予め設定された閾値bemfthrよりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールはモーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
第2の実施形態に対して、本実施例では、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断して、さらに、中央処理器がデジタル信号bemfiを読み取る時間を第2の期間Tb0以降に設定し、このようにして、検出されたコイルの電圧値が逆起電力値よりも大きいことを回避して、さらに制御システムの信頼性を向上させる。
図10は、制御方法の第4の実施形態のフローチャートであり、この実施例では、モーターの制御方法はモーターの運転状態を制御するために使用され、その中、当該制御方法は上記の制御システムによって制御され、当該制御方法は以下のステップを含む。
a1、累積値bemftotaliに初期値bemftotal0を予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
b3、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップb31を実行し、
b31、隣接する2つの前記デジタル信号が読み取られる期間に一回の前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a3、デジタル信号bemfiを変換値EQUIbemfiに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値が、ストール確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotaliに予め設定された初期値bemftotal0のタイプは変換値EQUIbemfiのタイプと同じであって、予め設定された閾値bemfthrのタイプは変換値EQUIbemfiのタイプと同じであり、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a4、中央処理モジュールは、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a5、中央処理モジュールは、累積値bemftotaliが予め設定された閾値bemfthrよりも大きいかまたは小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、前記モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
第3の実施形態に対して、本実施例では、ステップb31を追加し、このようにして、第1の期間Ta0から第2の期間Tb0までの間にbemfi値を1回だけ読み取って演算し、制御效率を向上させることができる。
もちろん、ステップb31は、以下のステップであってもよいし、又は、ステップb31の後に以下のステップを設けてもよく、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない隣接する2つの期間の間に前記デジタル信号が1回読み取られたかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、このように、信号遷移を防止し、制御の精度を向上させる。
ステップa1の後又はステップa1の前にステップb2をさらに含み、ステップb2は、モーター共振区間を回避するようにモーターの速度を制御し、モーター共振区間に対応する速度はモーター自体の属性に関連し、その中、ステップb2は具体的実施方式には示されていない。
なお、上記の実施例は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明に記載された技術案を限定することを意図するものではないことに留意されたい。本明細書は、上記の実施例を参照して本発明について詳細に説明したが、当業者であれば、依然として本発明を修正又は等価的に置換することができ、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく全ての技術案及びその改良が本発明の請求項の範囲内に含まれるべきであることを理解することができる。
本出願は、2017年5月24に中国特許庁に提出された、出願番号が201710371724.0であって、発明の名称が「制御システム及び制御方法」である中国特許出願に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本出願に参照により援用する。
a1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a3、中央処理モジュールは、前記デジタル信号bemfを変換値EQUIbemfに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値は異常確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、予め設定された閾値bemfthrのタイプが変換値EQUIbemfと同じであり、
a4、累積値bemftotal=bemftotali-1+EQUIbemfを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、その中、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合に、前記累積値bemftotal=bemftotal+EQUIbemfであり、その中、bemftotal=0であり、
a5、累積値bemftotalの絶対値が予め設定された閾値bemfthrよりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
a1、累積値bemftotalに初期値bemftotalを予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a3、デジタル信号bemfを変換値EQUIbemfに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値は異常確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotalに予め設定された初期値bemftotalのタイプは変換値EQUIbemfのタイプと同じであり、予め設定された閾値bemfthrのタイプは変換値EQUIbemfのタイプと同じであり
4、累積値bemftotal=bemftotali-1+EQUIbemfを計算し、i=1,2……であり、その中、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値bemftotal=bemftotal+EQUIbemfであり、その中、bemftotalが初期値であり、累積値が前回の累積値と今回のデジタル信号に対応する変換値との和に等しく、その中、最初の累積値は初期値と最初に読み取られた前記デジタル信号に対応する変換値との和に等しく、
a5、累積値bemftotal の絶対値が予め設定された閾値bemfthr の絶対値よりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
a1、累積値bemftotalに初期値bemftotalを予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、中央処理モジュールはデジタル信号bemfを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
b3、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップa3を実行し、
a3、デジタル信号bemfを変換値EQUIbemfに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値が異常確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotalに予め設定された初期値bemftotalのタイプは変換値EQUIbemfのタイプと同じであり、予め設定された閾値bemfthrのタイプが変換値EQUIbemfのタイプと同じであり
4、累積値bemftotal=bemftotali-1+EQUIbemfを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a5、累積値bemftotalが予め設定された閾値bemfthrよりも大きいか又は小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールはモーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。
a1、累積値bemftotalに初期値bemftotalを予め設定し、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
a2、デジタル信号bemfを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
b3、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップb31を実行し、
b31、隣接する2つの前記デジタル信号が読み取られる期間に一回の前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が含まるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a3、デジタル信号bemfを変換値EQUIbemfに変換し、その中、異常確率が高いデジタル信号に対応する第1の変換値の絶対値が、異常確率が低いデジタル信号に対応する第2の変換値の絶対値よりも大きく、累積値bemftotalに予め設定された初期値bemftotalのタイプは変換値EQUIbemfのタイプと同じであって、予め設定された閾値bemfthrのタイプは変換値EQUIbemfのタイプと同じであり
4、中央処理モジュールは、累積値bemftotal=bemftotali-1+EQUIbemfを計算し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
a5、中央処理モジュールは、累積値bemftotalが予め設定された閾値bemfthrよりも大きいかまたは小さいかを判断し、そうであれば、ステップa6を実行し、さもなければ、ステップa2を実行し、
a6、中央処理モジュールは、前記モーターの異常運転を判定して異常信号を生成する。

Claims (16)

  1. モーターを制御するための制御システムであって、
    前記制御システムは、中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
    前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
    前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
    前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取り、前記制御システムは、前記モーターに異常が発生する異常確率に従って、前記デジタル信号を変換値に変換し、
    前記中央処理モジュールは、前記変換値を順次累積して累積値を取得し、前記累積値と予め設定された閾値との大小関係に従って、前記モーターの運転状態を判断する、
    ことを特徴とする制御システム。
  2. 前記制御システムは、前記モーターに異常が発生する異常確率に従って、前記デジタル信号を変換値に変換することは、
    前記モーターの異常確率が予め設定された確率閾値よりも高い場合、前記デジタル信号を第1の変換値に変換し、
    前記モーターの異常確率が予め設定された前記確率閾値よりも低い場合、前記デジタル信号を第2の変換値に変換し、前記第1の変換値の絶対値が前記第2の変換値の絶対値よりも大きいこと、を含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記予め設定された閾値は正数であり、前記第1の変換値は正数であり、
    前記モーターが通常の運転状態にある場合、前記デジタル信号に対応する変換値は少なくとも負数を含み、
    前記累積値に最小値が設定され、前記累積値が前記最小値よりも小さい場合、前記最小値を前記累積値に割り当て、前記累積値が前記予め設定された閾値よりも大きい場合、前記モーターの運転状況を異常運転であると判定する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の制御システム。
  4. 前記予め設定された閾値は負数であり、前記第1の変換値は負数であり、
    前記モーターが通常の運転状態にある場合、前記デジタル信号に対応する変換値は少なくとも正数を含み、
    前記累積値に最大値が設定され、前記累積値が前記最大値よりも大きい場合、前記最大値を前記累積値に割り当て、前記累積値が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、前記モーターの運転状況を異常運転であると判定する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の制御システム。
  5. 前記中央処理モジュールは、さらに、前記累積値に初期値を設定し、前記初期値のタイプは前記予め設定された閾値のタイプと同じであり、前記累積値は、前回の累積値と今回のデジタル信号を変換して得られた変換値との和に等しく、その中、最初の累積値は前記初期値と最初に読み取られた前記デジタル信号を変換して得られた変換値との和に等しい、
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の制御システム。
  6. 前記モーター運転の1フルステップには、少なくとも2つのマイクロステップが含まれ、前記駆動制御モジュールはマイクロステップレジスタをさらに含み、
    前記マイクロステップレジスタは、前記モーターの現在のマイクロステップ値を記憶することができ、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、同じマイクロステップ値に対応し、前記中央処理モジュールが前記デジタル信号を読み取る時刻は、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間に属しない、
    ことを特徴とする請求項5に記載の制御システム。
  7. 前記中央処理モジュールが隣接する前記デジタル信号を読み取る二つの時刻の間に、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が1つ含まれる、
    ことを特徴とする請求項6に記載の制御システム。
  8. 前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない隣接する2つの期間の間に、前記中央処理モジュールは少なくとも1回前記デジタル信号を読み取る、
    ことを特徴とする請求項6に記載の制御システム。
  9. 前記異常運転は、前記モーターの失速を含み、
    前記中央処理モジュールは、前記モーターの1つ又は複数の共振区間に対応する速度を回避するように、前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連する、
    ことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の制御システム。
  10. モーターを制御するための制御方法であって、前記モーターは制御システムによって制御され、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
    前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
    前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
    前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取り、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
    ステップa1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、
    ステップa2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
    ステップa3、異常確率に従って、前記デジタル信号bemfiを対応する変換値EQUIbemfiに変換し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
    ステップa4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1、2……であり、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値bemftotal0=0であり、
    ステップa5、累積値bemftotaliを予め設定された閾値bemfthrと比較し、
    ステップa6、累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrの絶対値よりも大きいかどうかを判断し、そうであれば、前記モーターの運転状態を判定し、さもなければ、ステップa2を実行する、
    ことを特徴とする制御方法。
  11. モーターを制御するための制御方法であって、前記モーターは制御システムによって制御され、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
    前記モーターが動作している場合、前記駆動制御モジュールは前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧を取得し、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
    前記制御システムは前記デジタル信号を記憶し、いずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
    前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取り、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
    ステップa1、予め設定された閾値bemfthrを読み取り、初期値bemftotal0を設定し、
    ステップ a2、デジタル信号bemfiを読み取り、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
    ステップa3、異常確率に従って、前記デジタル信号bemfiを対応する変換値EQUIbemfiに変換し、iが読み取り回数であって、i=1,2……であり、
    ステップa4、累積値bemftotali=bemftotali-1+EQUIbemfiを計算し、その中、iが読み取り回数であって、i=1、2……であり、bemftotali-1は前回の累積値であり、i=1である場合、前記累積値 bemftotal1=bemftotal0+EQUIbemf1であり、
    ステップa5、累積値bemftotaliを予め設定された閾値bemfthrと比較し、
    ステップa6、前記中央処理モジュールは累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrの絶対値よりも大きいかどうかを判断し、そうであれば、前記モーターの運転状態を判定し、さもなければ、ステップa2を実行する、
    ことを特徴とする制御方法。
  12. 前記制御方法は、
    前記累積値bemftotaliの絶対値が予め設定された閾値bemfthrよりも大きい場合、前記中央処理モジュールが、前記モーターが異常運転であると判定して異常信号を生成することをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項10又は11に記載の制御方法。
  13. 前記制御方法は、ステップa2とステップa3との間にステップb3を追加することをさらに含み、
    前記ステップb3は、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間と異なるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa2に戻り、さもなければ、ステップa3を実行する、
    ことを特徴とする請求項10又は11に記載の制御方法。
  14. 前記制御方法は、前記ステップb3の後にステップb31を設けることをさらに含み、
    前記ステップb31は、隣接する前記デジタル信号を読み取る二つの時刻の間に、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が1つ含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行する、
    ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。
  15. 前記制御方法は、前記ステップb3にステップb31を設けることをさらに含み、
    前記ステップb31は、前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない隣接する2つの期間の間に、前記デジタル信号が1回読み取られるかどうかを判断し、そうであれば、ステップa3を実行し、さもなければ、ステップa2を実行する、
    ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。
  16. 前記異常運転は、モーターの失速を含み、前記制御方法は、前記ステップa1の後又はステップa1の前にステップb2を設けることをさらに含み、
    前記ステップb2は、前記モーターの共振区間を回避するように前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連する、
    ことを特徴とする請求項14又は15に記載の制御方法。
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